生物質能研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展策略
|
|
中國網(wǎng)／中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 生物質能是一種重要的可再生能源，直接或間接來自植物的光合作用，一般取材于農林廢棄物、生活垃圾及畜禽糞便等，可通過物理轉換（固體成型燃料）、化學轉換（直接燃燒、氣化、液化）、生物轉換（如發(fā)酵轉換成甲烷）等形式轉化為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。由于生物質能具有環(huán)境友好、成本低廉和碳中性等特點，迫于能源短缺與環(huán)境惡化的雙重壓力，各國政府高度重視生物質資源的開發(fā)和利用。近年來，全球生物質能的開發(fā)利用技術取得了飛速發(fā)展，應用成本快速下降，以生物質產業(yè)為支撐的“生物質經濟”被國際學界認為是正在到來的“接棒”石化基“烴經濟”的下一個經濟形態(tài)。因此，系統(tǒng)梳理生物質能技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，明確我國發(fā)展生物質能面臨的挑戰(zhàn)并制定未來策略，對推動我國生態(tài)文明建設、能源革命和低碳經濟發(fā)展，保障美麗鄉(xiāng)村建設、應對全球氣候變化等國家重大戰(zhàn)略實施具有重要意義。
生物質能發(fā)展現(xiàn)狀
隨著國際社會對保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、應對氣候變化等問題日益重視，加快開發(fā)利用生物質能等可再生能源已成為世界各國的普遍共識和一致行動，也是全球能源轉型及實現(xiàn)應對氣候變化目標的重大戰(zhàn)略舉措。生物基材料、生物質燃料、生物基化學品是涉及民生質量和國家能源與糧食安全的重大戰(zhàn)略產品。2017?年，全球生物基材料與生物質能源產業(yè)規(guī)模超過?1?萬億美元，美國達到?4?000?億美元。美國規(guī)劃?2020?年生物基材料取代石化基材料的?25％；全球經濟合作與發(fā)展組織（OECD）發(fā)布的“面向?2030?生物經濟施政綱領”戰(zhàn)略報告預計，2030?年全球將有大約?35％?的化學品和其他工業(yè)產品來自生物制造；生物質能源已成為位居全球第一的可再生能源，美國規(guī)劃到?2030?年生物質能源占運輸燃料的?30％，瑞典、芬蘭等國規(guī)劃到?2040?年前后生物質燃料完全替代石油基車用燃料。
目前，世界各國都提出了明確的生物質能源發(fā)展目標，制定了相關發(fā)展規(guī)劃、法規(guī)和政策，促進可再生的生物質能源發(fā)展。例如，美國的玉米乙醇、巴西的甘蔗乙醇、北歐的生物質發(fā)電、德國的生物燃氣等產業(yè)快速發(fā)展。
經過多年的努力，我國科學家也在生物質能源的幾個研究領域中占據(jù)國際領先或者齊平的地位。在國家相關經費尤其是中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項的支持下，中國科學院以具有顛覆性特色的木質纖維素原料制備生物航油聯(lián)產化學品技術、支撐國家燃料乙醇和生物質燃料產業(yè)發(fā)展的農業(yè)廢棄物醇烷聯(lián)產技術為核心，突破關鍵技術并進行工業(yè)示范。針對低值生物質資源的高值利用難題，已建立了國際首套百噸級秸稈原料水相催化制備生物航油示范系統(tǒng)（圖?1），產品質量達到?ASTM－D－7566（A2）標準，并擬于近年建成國際首套千噸級示范系統(tǒng)、千噸級呋喃類產品／異山梨醇的中試與工業(yè)示范、30?萬噸秸稈乙醇及配套熱電聯(lián)產工業(yè)示范、年千萬立方米生物燃氣綜合利用與分布式供能工業(yè)化示范工程等一批體現(xiàn)技術特色、區(qū)域特色和產品特色的示范工程，進一步強化保持我國以上生物質能領域技術創(chuàng)新的國際領先地位。
圖 1 國際首套百噸級秸稈原料水相催化制備生物航油示范系統(tǒng)